简易温度控制器制作
温度控制器的设计与制作共13页
温度控制器的设计与制作一、功能要求设计并制作一个温度控制器，用于自动接通或断开室内的电加热设备，从而使室内温度达到设定温度要求，并能实时显示室内温度。
当室内温度大于等于设定温度时，控制器断︒时，控制器接通电加热设备。
开电加热设备；当室内温度比设定温度小2C控温范围：0~51C︒控温精度：≤1C︒二、硬件系统设计1．硬件系统由七部分组成，即单片机及看门狗电路、温度检测电路、控制输出电路、键盘电路、显示电路、设置温度储存电路及电源电路。
（1）单片机及看门狗电路根据设计所需的单片机的内部资源（程序存储器的容量、数据存储器的容量及I/O口数量），选择AT89C51-24PC较合适。
为了防止程序跑飞，导致温度失控，进而引起可怕的后果，本设计加入了硬件看门狗电路IMP813L，如果它的WDI脚不处于浮空状态，在1.6秒内WDI不被触发（即没有检测到上什沿或下降沿），就说明程序已经跑飞，看门狗输出端WDO将输出低电平到手动复位端，使复位输出端RST发出复位信号，使单片机可靠复位，即程序重新开始执行。
（注：如果选用AT89S51，由于其内部已具有看门狗电路，就不需外加IMP813L）（2）温度检测电路温度传感器采用AD590，它实际上是一个与绝对温度成正比的电流源，它的工作电压为4~30V，感测的温度范围为-550C~+1500C，具有良好的线性输出，其输出电流与温度成正比，即1μA/K。
因此在00C时的输出电流为273.2μA，在1000C时输出电流为373.2μA。
温度传感器将温度的变化转变为电流信号，通过电阻后转变电压信号，经过运算放大器JRC4558运算处理，处理后得到的模拟电压信号传输给A/D转换部分。
A/D转换器选用ADC0804，它是用CMOS集成工艺制成的逐次逼近型模数转换芯片，分辨率8位，转换时间100μs，基准电压0~5V，输入模拟电压0～5V。
（3）控制输出电路控制信号由单片机的P1.4引脚输出，经过光耦TLP521-1隔离后，经三极管C8550直接驱动继电器WJ108-1C-05VDC，如果所接的电加热设备的功率≤2KW，则可利用继电器的常开触点直接控制加热设备，如果加热设备的功率>2KW，可以继电器控制接触器，由接触器直接控制加热设备。
温度控制器设计
帮不帮温度控制器设计一、设计任务设计一个可以驱动1kW加热负载的水温控制器，具体要求如下：1、能够测量温度，温度用数字显示。
2、测量温度范围0〜100℃，测量精度为0.5℃。
3、能够设置水温控制温度，设定范围40〜90℃,且连续可调。
设置温度用数字显示。
4、水温控制精度W±2℃。
5、当超过设定的温度20℃时，产生声、光报警。
二、设计方案分析根据设计要求，该温度控制器是既可以测量温度也可以控制温度，其组成框图如图1所示。
图1温度控制器原理框图因为要求对温度进行测量显示，所以首先采用温度传感器，将温度变化转换成相应的电信号，并通过放大、滤波后送A/D转换器变成数字信号，然后进行译码显示。
若要求温度被控制在设定值附近，则要求将实际测量温度的信号与温度的设定僮基准电压）进行比较，根据比较结果（输出状态）来驱动执行机构，实现自动地控制、调节系统的温度。
测量的温度可以与另一个设定的温度上限比较器相比较，当温度超过上限温度值时，比较器产生报警信号输出。
1、温度检测及信号处理温度检测是温控系统的最关键部分，它只接影响整个系统的测量、控制精度。
目前检测温度的传感器很多，其测量范围、应用场合等也不尽相同。
例如热电偶温度传感器目前在工业生产和科学研究中已得到了广泛的应用，它是将温度信号转化成电动势。
目前热电偶温度传感器已形成系列化和标准化，主要优点是：它属于自发电型传感器，测量温度时可以不需要外加电源；结构简单，使用方便，热电偶的电极不受大小和形状的限制；测量温度范围广，高温热电偶测温高达1800 c以上，低温热电偶可测-260℃以下，目前主要用在高温测量工业生产现场中。
热电阻温度传感器是利用电阻值随温度升高而增大这一特性来测量温度的，目前应用较为广泛的热材料是铜和铂。
在铜电阻和伯电阻中，伯电阻性能最好，非常适合测量-200〜+960℃范围内的温度。
国内统一设计的工业用伯电阻常用的分度号有Pt25、Pt100 等，Pt100即表示该电阻的阻值在0c时为100Q。
室内温度控制器的制作方法
室内温度控制器的制作方法室内温度控制器是一种用来调节和控制室内温度的设备。
通过使用室内温度控制器，我们可以实现室内温度的自动调节，提高室内舒适度，节约能源。
下面我将介绍一种简单的室内温度控制器的制作方法。
制作室内温度控制器的第一步是收集所需材料和工具。
我们需要一个温度传感器、一个温度控制模块、一个继电器、几根导线、一个电源、一个计时器和一个外壳。
工具方面，我们需要一个钳子、一把电钻和一把螺丝刀。
接下来，我们需要将温度传感器连接到温度控制模块上。
首先，使用螺丝刀将外壳打开，然后使用钳子将温度传感器的导线剥开一段。
将温度传感器的导线连接到温度控制模块上，确保连接稳固。
然后，我们需要将继电器连接到温度控制模块上。
使用钳子将继电器的导线剥开一段，然后将其连接到温度控制模块上。
接下来，使用电钻将继电器固定在外壳上，确保牢固不会松动。
接下来，将电源连接到温度控制模块上。
使用钳子将电源的导线剥开一段，然后将其连接到温度控制模块上。
确保连接正确，电源可靠。
最后，将计时器连接到温度控制模块上。
使用钳子将计时器的导线剥开一段，然后将其连接到温度控制模块上。
接下来，使用螺丝刀将计时器固定在外壳上，确保稳固。
经过以上步骤，我们成功制作了一个简单的室内温度控制器。
当室内温度超过设定的温度范围时，温度传感器将检测到这一变化并将信号传递给温度控制模块。
温度控制模块通过继电器控制空调或暖气设备的开启与关闭。
当温度达到设定范围内时，计时器将自动关闭设备，从而实现室内温度的自动调节。
需要注意的是，在制作室内温度控制器时，我们需要确保所有的电线连接正确，不要有任何短路或断路的情况发生。
另外，我们还需要注意选择合适的电源和适当的温度控制模块，以保证设备的稳定性和安全性。
总结起来，制作一个室内温度控制器并不复杂。
我们只需要收集所需材料和工具，然后按照上述步骤进行连接和固定即可。
通过室内温度控制器的使用，我们可以实现室内温度的自动调节，提高室内舒适度，节约能源。
简易温度控制器
机电信息工程学院单片机系统课程设计报告系别：电子工程系专业：通信工程班级：设计题目：简易温度控制器学生姓名：指导教师：完成日期：2009年04月17日目录1设计任务和性能指标 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 性能指标 (2)2设计方案 (2)3系统硬件设计 (2)3.1温度检测部分 (2)3.2显示部分 (2)3.3键盘部分 (3)3.4温度控制部分 (3)4系统软件设计 (4)5调试及性能分析 (6)5.1调试步骤 (6)5.2性能分析 (7)6心得体会 (7)参考文献 (8)附录1系统硬件电路图 (9)附录2程序清单 (9)1设计任务和性能指标1.1设计任务⑴具有低温上电和高温断电功能；⑵能够进行温度上限和温度下限设置，并且实时显示温度；⑶有掉电保护功能；⑷声音报警。
1.2性能指标1. 可以对温度进行自由设定，到那时必须在0－100摄氏度单位内，设定时可以适时的显示说设定的温度值，温度是可以自由设置的，传感器的检测值与设定的温度比较，可以显示在七段发光二极管上。
2. 温度由1台1000w电炉来实现，如果温度不在40－90度之间，则在LED 上显示“888”,表示错误。
3. 能够保持不间断显示水温，显示位数3位，分别为个位，十位，和小数位（但由于规定不超过90度，所以百位也就没有实现，默认的百位是不显示的）。
2设计方案图1 系统结构框图本系统的执行方法是循环查询执行的，键盘扫描也是用循环查询的办法，由于本系统对实时性要求不是很高，所以没有用到中断方式来处理。
系统模块分为：DS18B20测温模块，显示模块，继电器与报警模块，键盘输入模块，DS18B20可以被编程，所以箭头是双向的，CPU（89S52）首先写入命令给DS18B20，然后DS18B20开始转换数据，转换后通过89S52来处理数据。
数据处理后的结果就显示到数码管上，系统框图如图1所示。
3系统硬件设计3.1温度检测部分这里选择美国DALLAS半导体公司的DS18B20智能型温度传感器来实现测温部分的设计。
动手做个温度指示器
动手做个温度指示器作者：大姚来源：《中学科技》2016年第11期Arduino是创客们DIY的必备法宝。
借助Arduino 开发板，创客们通过简单的代码程序就可以实现一些常用电子设备的运行功能。
本期我们介绍如何利用Arduino来制作家里的常用物品之一——温度指示器。
一起动手试做一下吧！材料准备Arduino控制器，温湿度传感器 DHT11，舵机 DSS M15，杜邦线若干。
温湿度传感器是温度指示器的感应元件。
因为笔者地处南方地区，本次制作采用DHT11温湿度传感器，它包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。
传感器可通过3P数字线直插Arduino控制器，Arduino控制器可以通过屏幕实时显示该传感器的读数变化，其温度感应范围为0～50℃。
北方地区的读者可以采用探测范围更大的DHT22温湿度传感器，其温度感应范围为-40～80℃。
温度指示器选用 DSS M15舵机作为指示部件，它的舵盘的旋转角度可达180°。
制作过程1. 首先，我们要为温度指示器制作一个外壳。
可以选用一些小型的废弃包装盒作为外壳，然后用画笔在盒子上画出温度指示范围。
根据舵盘的旋转角度范围，温度指示范围设计为一个半圆，均分成6等分，指示范围标注为-10～50℃。
2. 设计好外壳后，要把舵机装在外壳里面。
安装前在半圆的圆心处开一个小孔，把舵机上的舵盘拆下，将舵机的传动轴从小孔中穿过去。
由于舵机的传动轴较短，所以选取的外壳不宜太厚，以免影响舵机的正常运行。
3. 接下来我们要完成的就是整个温度指示器的核心部分。
将温湿度传感器和舵机用杜邦线连接到Arduino控制器上，电路连接图如图3- 1、图3- 2所示。
4. 用硬纸板剪一枚指针，用双面胶固定到舵盘上。
最后将Arduino控制器封到盒子里，将温湿度传感器DHT11用双面胶固定在外壳上方，给Arduino控制器接上电源（电压范围为5～12V的直流电源适配器）。
自制简易的水族箱温控器
自制简易的水族箱温控器水族箱温控器主要用于夏天水族箱散热风扇和电子制冷温控，控温的范围设计为23～29℃，实测温精度小于正负0.5℃，很适合DIY水族散热风扇和电子冷水机的朋友制作参考。
由于电路很简单，相信稍为有电子制作经验的朋友都能按图顺利制作。
温控驱动执行电路设计了两种供选择，分别是用N沟道功率MOSFET管和继电器，电路分别如上图和下图所示，可根据实际需要选择制作。
一、工作原理两款电路不同之处，仅在驱动执行电路部分，工作原理基本一样。
现以功率MOSFET管那款作原理介绍。
电路主要由温度传感器RT1、测温桥路、带滞后的电压比较器、工作指示及驱动电路等部分组成。
温度传感器RT1是一只密封在环氧树脂中的负温度系数热敏电阻（NTC）。
这类温度传感器品种及封装形式有很多种，常见的就是本电路采用的那种。
相对于铂电阻和集成温度传感器，NTC热敏电阻的主要缺点是线性度较差，但如果测量范围较小时仍然可以获得较好的精度，完全可以在水族控温领域有良好表现。
事实上现在市场上的水族电子控温器基本都是用NTC热敏电阻作温度探头。
负温度系数热敏电阻（NTC）的标称阻值是指在常温为250C时的电阻值。
测温电桥由温度传感器RT1与R6、VR1、R2、R7组成。
IC1是一块双运放LM358N，在这里只用了其中一运放，接成带滞后的电压比较器。
其同相输入端加有VR1调定的基准电压，调节VR1就可以在控温范围内设定不同的温度；反相输入端则加有R6与RT1的分压，由于RT1的阻值是随被测环境温度变化而改变的，因此ICIA反相端电位也随温度变化而改变。
MOSFET管Q1在ICIA输出电平（L≈0V，H≈10.5V）的控制下对负载散热风扇Fan起电源开关作用。
当水族箱水温高于VR1的调定温度值时，RT1阻值较小，R6和RT1分压后使ICIA反相输入端2脚的电位较低，此时ICIA的同相输入端3脚电位大于反相输入端电位，ICIA因而输出高电平，使MOSFET管Q1饱和导通，负载散热风扇Fan得电工作，对水族箱水降温，同时LED2点亮，显示负载Fan处于工作状态。
温度控制器的设计与制作
6.4实施—制作过程6.4.1硬件设计温度测量采用最新的单线数字温度传感器DS18B20，DS18B20是美国DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器。
与传统的热敏电阻相比，它能够直接读出被测温度并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字值读数方式。
可以分别在93.75ms 和750ms 内完成9位和12位的数字量，并且从DS18B20读出的信息或写入DS18B20的信息仅需要一根口线(单线接口)读写，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，而无需额外电源。
因而，使用DS18B20可使系统结构更趋简单，可靠性更高。
降温控制系统采用低压直流电风扇。
当温度高于设定最高限温度时，启动风扇降温，当温度降到指定最高限温度以下后，风扇自动停止运转。
温控系统的温度显示和温度的设定直接采用综合实训板上的显示和键盘。
当环境温度低于设定的最低限温度值时，也采用综合实训板上的蜂鸣器进行报警。
用0#、1#键作为温度最高限、最低限的设定功能键；2#、3#键作为温度值设定的增加和减小功能键。
0#键：作为最高限温度的设定功能键。
按一次进入最高限温度设定状态，选择最高限温度值后，再按一次确认设定完成。
1#键：作为最低限温度的设定功能键。
按一次进入最低限温度设定状态，选择最低限温度值后，再按一次确认设定完成。
2#键：＋1功能键，每按一次将温度值加1，范围为1～99℃。
3#键：－1功能键，每按一次将温度值减1，范围为99～1℃。
6.4.2软件设计(1)温控系统采用模块化程序结构，可以分成以下程序模块：①系统初始化程序：首先完成变量的设定、中断入口的设定、堆栈、输入输出口及外部部件的初始化工作。
②主程序MAIN ：完成键盘扫描、温度值采集及转换、温度值的显示。
当温度值高于设定最高限时，驱动风扇工作；当温度值低于设定最低限时，驱动蜂鸣器报警。
③键盘扫描程序KEYSCAN ：完成键盘的扫描并根据确定的键值执行相应的功能，主要完成最高温度、最低温度的设定。
温控开关制作方法-概述说明以及解释
温控开关制作方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述温控开关是一种用来控制设备或系统在特定温度范围内工作的关键性器件。
它在许多领域和应用中都扮演着重要的角色，比如家用电器、工业设备、医疗器械等等。
通过监测环境温度并根据设定的参数来控制电路的通断，从而实现对设备工作状态的控制。
本文将介绍如何制作一个简单的温控开关，帮助读者更好地了解其原理和制作方法。
1.2 文章结构文章结构部分需包含以下内容:文章结构部分主要介绍了整篇文章的组织结构，包括引言、正文和结论三个部分的主要内容和分工。
通过文章结构的概述，读者可以清晰地了解到文章的整体框架和各部分之间的逻辑关系，有助于读者更好地把握文章的主题和内容，增强文章的可读性和连贯性。
此外，文章结构部分还可以为读者提供导读，引导读者快速了解文章的重点内容，帮助读者更准确地理解文章的主旨和要点。
1.3 目的：本文旨在介绍温控开关的制作方法，通过详细解释温控开关的原理、制作材料和具体步骤，帮助读者了解温控开关的工作原理，掌握制作温控开关的技术要点。
通过阐述温控开关的应用和意义，使读者更加清晰地认识温控开关在实际生活中的重要性。
最后，展望未来发展方向，不仅可以让读者对温控开关技术有更深入的了解，也可以促进技术的创新和应用。
通过本文的介绍，读者可以对温控开关制作方法有一个全面的了解，从而有助于他们在实践中应用和推广温控开关技术。
2.正文2.1 温控开关的原理温控开关是一种能够根据环境温度自动控制电器开关的装置。
其工作原理基于热膨胀原理和电气传导原理。
当温度升高时，温控开关内部的热敏元件会感知到温度变化，导致热膨胀，从而引起开关动作。
通过控制热敏元件的属性和设置合适的阈值，可以实现在特定温度范围内精确地控制电器的开启和关闭。
在电气传导方面，温控开关内部还包括电路连接和控制元件。
当温度达到设定值时，电路会自动关闭或打开，从而实现对电器的控制。
通过在电路中添加一些保护元件，可以保证温控开关的安全和稳定性。
任务五 电热水器温度控制器的设计与制作
任务一电热水器温度控制器的设计与 制作
• 热敏电阻是由一些金属氧化物，如钻(Co),锰(Mn),镍(Ni)等的氧化物 采用不同比例配方混合，研磨后加入勃合剂，埋入适当引线(铂丝)， 挤压成型再经高温烧结而成。 • 热敏电阻根据使用要求不同，可制成珠状、片状、杆状、垫圈状等各 种形状，如图2-2所示。
任务一电热水器温度控制器的设计与 制作
• (4)过载保护。
• 如图2-7所示，Rt1, Rt2, Rt3是热电特性相同的3个热敏电阻，安装在三 相绕组附近。电机正常运行时，电机温度低，热敏电阻高，三极管不 导通，继电器不吸合，使电机正常运行。当电机过载时，电机温度升 高，热敏电阻的阻值减小，使三极管导通，继电器吸合，则电机停止 • 转动，从而实现保护作用。
任务一电热水器温度控制器的设计与 制作
• 2)热电阻的结构和类型
• 金属热电阻按其结构类型来分:普通型、 • 铠装型 • 薄膜型 • 普通型热电阻由感温元件(金属电阻丝)、骨架、引线、保护套管及接 线盒等基本部分组成。
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任务一电热水器温度控制器的设计与 制作
• (1)感温元件(金属电阻丝)。 • 由于铂的电阻率较大，而且相对机械强度较大，通常铂丝的直径为 (0.03~0.07 ) mm±0.005 mm。可单层绕制，若铂丝太细，电阻体可 做得小些，但强度低;若铂丝粗，虽强度大，但电阻体积大了，热惰 性也大，成本高。由于铜的机械强度较低，电阻丝的直径需较大。一 般为0.1 mm±0.005 mm的漆包铜线或丝包线分层绕在骨架上，并涂 上绝缘漆而成。 • 由于铜电阻的温度低，故可以重叠多层绕制，一般多用双绕法，即两 根丝平行绕制，在末端把两个头焊接起来，这样工作电流从一根热电 阻丝进入，从另一根热电阻丝反向出来，形成两个电流方向相反的线 圈，其磁场方向相反，产生的电感就互相抵消，故又称无感绕法。这 种双绕法也有利于引线的引出。
温度控制器的设计与制作
温度控制器的设计与制作一、功能要求设计并制作一个温度控制器，用于自动接通或断开室内的电加热设备，从而使室内温度达到设定温度要求，并能实时显示室内温度。
当室内温度大于等于设定温度时，控制器断开电加热设备；当室内温度比设定温度小2时，控制器接通电加热设备。
控温范围：0~51控温精度：≤1二、硬件系统设计1．硬件系统由七部分组成，即单片机及看门狗电路、温度检测电路、控制输出电路、键盘电路、显示电路、设置温度储存电路及电源电路。
（1）单片机及看门狗电路根据设计所需的单片机的内部资源（程序存储器的容量、数据存储器的容量及I/O口数量），选择AT89C51-24PC较合适。
为了防止程序跑飞，导致温度失控，进而引起可怕的后果，本设计加入了硬件看门狗电路IMP813L，如果它的WDI脚不处于浮空状态，在1.6秒内WDI不被触发（即没有检测到上什沿或下降沿），就说明程序已经跑飞，看门狗输出端WDO将输出低电平到手动复位端，使复位输出端RST发出复位信号，使单片机可靠复位，即程序重新开始执行。
（注：如果选用AT89S51，由于其内部已具有看门狗电路，就不需外加IMP813L）（2）温度检测电路温度传感器采用AD590，它实际上是一个与绝对温度成正比的电流源，它的工作电压为4~30V，感测的温度范围为-550C~+1500C，具有良好的线性输出，其输出电流与温度成正比，即1μA/K。
因此在00C时的输出电流为273.2μA，在1000C时输出电流为373.2μA。
温度传感器将温度的变化转变为电流信号，通过电阻后转变电压信号，经过运算放大器JRC4558运算处理，处理后得到的模拟电压信号传输给A/D转换部分。
A/D转换器选用ADC0804，它是用CMOS集成工艺制成的逐次逼近型模数转换芯片，分辨率8位，转换时间100μs，基准电压0~5V，输入模拟电压0～5V。
（3）控制输出电路控制信号由单片机的P1.4引脚输出，经过光耦TLP521-1隔离后，经三极管C8550直接驱动继电器WJ108-1C-05VDC，如果所接的电加热设备的功率≤2KW，则可利用继电器的常开触点直接控制加热设备，如果加热设备的功率>2KW，可以继电器控制接触器，由接触器直接控制加热设备。
7.5 温度控制器制作
7．5 温度控制器制作
由符号可知TL431
ICL7107是高性能、低功耗的三位半
LM324内部由四个独立运放组成。
TL431是TL、ST
S1闭合S2按下时，
发光。
因PC817内部二极管被封装挡住了光线，所以发光不可见。
PC817内部由发光二极管和光敏三极管组成，按照发光二极管和光敏三极管的测量方法可初步判断光耦的好
光耦PC817内部结构如图所示
PT100具有稳定性好、测量精度高、输出
安装顺序满足电子产品装接工艺标准，符合先小后大、先低后高、先轻后重、先内后外的原则。
TL431是ST公司研制开发的并联型三端稳压基准。
ICL7107是专为驱动
继电器线圈断电瞬间会产生上“
护三极管。
用万用表R×1Ω挡分别检测电源输入端正向电阻和反向电阻，以判断电路是否短路现象，测正向电阻值时指针应不动，测反向电阻指针指在
检测整机电流，整机电流应在一百毫安左右为正常，否则有短路现象，需检修后再通电调测。
任务五电热水器温度控制器的设计与制作
任务五电热水器温度控制器的设计 与制作
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任务一电热水器温度控制器的设计与 制作
• (2)温度补偿。
• 热敏电阻可以在一定范围内对某些元件进行温度补偿。图2-6所示为 三极管温度补偿电路。当环境温度升高时，三极管的放大倍数刀随温 度的升高将增大，温度每上升1℃，刀值增大0.5%~1%，其结果是在 相同的IB情况下，集电极电流IC随温度上升而增大，使得输出USC增大， 若要使USC维持不变，则需要提高基极电位，减小三极管基极电流。 为此选用负温度系数热敏电阻进行温度补偿。
任务五电热水器温度控制器的设计 与制作
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任务一电热水器温度控制器的设计与 制作
• 3)热敏电阻的基本参数
• (1)标称阻值RH(冷阻)。 • 环境温度为(25±0.2)℃时，热敏电阻的阻值，单位为Ω。 • (2)电阻温度系数αT(%/℃)。 • 温度每变化1℃，热敏电阻阻值的相对变化率，单位为%/℃。如不作
• 一、任务描述
• 值时，接通电源加热，加热指示灯点亮。当电热水器内水温高于设定 值时，断开电源停止加热。热敏电阻如图2-1所示。
• 二、任务目标
• (1)掌握热敏电阻传感器的特点和工作原理。 • (2)掌握热敏电阻传感器的测量电路。 • (3)了解热电偶的工作原理及其温度补偿。 • (4)能够选用合适的温度传感器进行电路的设计。
• 缺点是线性度较差，复现性和互换性较差。
任务五电热水器温度控制器的设计 与制作
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任务一电热水器温度控制器的设计与 制作
• (1)热敏电阻的结构和工作原理
• 热敏电阻的基本工作原理是利用半导体材料的电阻率随温度变化而显 著变化的特点，当温度发生变化时，热敏电阻的电阻值也发生变化。
简易温度控制器制作
电子技术综合训练设计报告题目：简易温度控制器制作姓名：学号：班级：同组成员：指导教师：日期：摘要本设计是为了做一个简易温度控制器，其可分为三大部分：测温电路，比较/显示电路，控制电路。
测温电路将温度信号转换成电压信号，采用热敏电阻根据温度的变化来引起电压的变化。
比较/显示电路将转换后的电压信号利用比较运算放大器与设置的温度值对应的电压进行比较，输出高或输出高或低电平通过LED灯显示温度状态。
控制电路也是将转换后的电压信号过比较运算放大器与设置的温度值对应的电压进行比较，输出高或输出高或低电平控制加热装置，从而控制温度。
关键词：温度检测，信号转换，比较，显示，控制。
目录一、设计任务和要求............................... - 4 -１.１设计内容............................... - 4 - １.２技术要求：............................. - 4 - 二、系统设计..................................... - 5 -２.１系统要求............................... - 5 - ２.２设计方案.. (5)２.３系统工作原理........................... - 6 - 三、单元电路设计................................. - 7 -３.１温度检测单元电路 (7)３.２比较显示电路........................... - 9 - ３.３温度控制单元电路...................... - 11 -３.４电源单元电路......................... - 11 -四、系统仿真.................................... - 14 -五、电路的安装、调试与测试...................... - 17 -５.１电路安装............................. - 17 - ５.２电路的调试........................... - 17 - ５.２系统功能及性能测试................... - 17 -六、结论........................................ - 19 -七、参考文献.................................... - 20 -八、总结体会和建议.............................. - 21 -附录一、设计任务和要求１.１设计内容设计并制作一个温度监控系统，用温度传感器检测容器内水的温度，以检测到的温度信号控制加热器的开关，将水温控制在一定的范围之内。
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电子技术综合训练设计报告题目：简易温度控制器制作姓名：学号：班级：同组成员：指导教师：日期：摘要本设计是为了做一个简易温度控制器，其可分为三大部分：测温电路，比较/显示电路，控制电路。
测温电路将温度信号转换成电压信号，采用热敏电阻根据温度的变化来引起电压的变化。
比较/显示电路将转换后的电压信号利用比较运算放大器与设置的温度值对应的电压进行比较，输出高或输出高或低电平通过LED灯显示温度状态。
控制电路也是将转换后的电压信号过比较运算放大器与设置的温度值对应的电压进行比较，输出高或输出高或低电平控制加热装置，从而控制温度。
关键词：温度检测，信号转换，比较，显示，控制。
目录一、设计任务和要求............................... - 4 -１.１设计内容............................... - 4 - １.２技术要求：............................. - 4 - 二、系统设计..................................... - 5 -２.１系统要求............................... - 5 - ２.２设计方案.. (5)２.３系统工作原理........................... - 6 - 三、单元电路设计................................. - 7 -３.１温度检测单元电路 (7)３.２比较显示电路........................... - 9 - ３.３温度控制单元电路...................... - 11 -３.４电源单元电路......................... - 11 -四、系统仿真.................................... - 14 -五、电路的安装、调试与测试...................... - 17 -５.１电路安装............................. - 17 - ５.２电路的调试........................... - 17 - ５.２系统功能及性能测试................... - 17 -六、结论........................................ - 19 -七、参考文献.................................... - 20 -八、总结体会和建议.............................. - 21 -附录一、设计任务和要求１.１设计内容设计并制作一个温度监控系统，用温度传感器检测容器内水的温度，以检测到的温度信号控制加热器的开关，将水温控制在一定的范围之内。
１.２设计要求：1、当水温小于50℃时，H1、H2两个加热器同时打开，将容器内的水加热，；2、当水温大于50℃，但小于60℃时，H1加热器打开，H2加热器关闭；3、当水温大于60℃时，H1、H2两个加热器同时关闭；4、当水温小于40℃，或者大于70℃时，用红色发光二极管发出报警信号；5、当水温在40℃～70℃之间时，用绿色发光二极管指示水温正常；6、电源：220V/50HZ的工频交流电供电。
（注：直流电源部分仅完成设计即可，不需制作，用实验室稳压电源调试）7、按照以上技术完成要求设计出电路，绘制电路图，对设计的电路用Multisim或OrCAD/PspiceAD9.2进行必要的仿真，用万用板焊接元器件，制作电路，完成调试、测试，撰写设计报告，。
发挥部分：1、提高温度采集及控制精度；2、其他恰当功能；二、系统设计２.１系统要求系统主要要求将温度信号转化为电压信号，再将其转化为控制信号，从而对外部加热电路进行控制，从而自动的调节水温，电路的细节要求如下：1、当水温小于50℃时，H1、H2两个加热器同时打开，将容器内的水加热，；2、当水温大于50℃，但小于60℃时，H1加热器打开，H2加热器关闭；3、当水温大于60℃时，H1、H2两个加热器同时关闭；4、当水温小于40℃，或者大于70℃时，用红色发光二极管发出报警信号；5、当水温在40℃～70℃之间时，用绿色发光二极管指示水温正常；２.２设计方案图1由上面的拓扑图可以得出本温控系统主要为三部分组成，分别是测温部分、根据所测量的温度与给定值进行比较部分，比较后的得出的信号返至加热部分，得以让加热部分调控水温，达到对水温控制的目的。
同时也反应到显示部分，让其正确的表达温度的状态。
２.３系统工作原理想要让系统正常稳定的工作，必须要有一个关于温度的准确信号值，为了使信号输出误差很小，可以选用桥式测压电路，这样可以得出稳定的与温度相对应的电压值，关于运放的的选用可以使用lｍ３２４或者ＴＬ０８２，关于比较部分可以选则滑动变阻器来调节上下限电压，通过电压的不同来开关三极管，以达到使绿色和红色二极管根据不同温度亮灭的目的。
同时也可根据第一部分输出的电压通过运算放大器的放大来控制继电器以达到控制外电路的目的。
通过对电路的通盘考虑，，使用lm324比较容易实现第一部分的功能，同时根据采购的局限，正热敏电阻可以使用150欧姆的换东变阻器代替，至于继电器和外部电路，可以用二级管将其代替，用二极管的亮灭来表示其是否正常工作，这样安排可以节省电路板的使用空间，而且可以有效的方便的调试工作。
三．单元电路设计３.１温度检测单元电路3.1.1电路结构及工作原理图2如上图所示桥式温度测量电路，检测元件可采用铂电阻运放要选择输入电阻较大的运算放大器，其共模抑制比必须高一点以保证运放的精度,为了使运放两输入端平衡，两个5.6k的店主要尽量相等，K=5.6k/R2.U0=K(U1-U2)，，工作原理是当铂电阻电压改变的时候会给运放部分一个电压差，这个电压差再经过以上的规律放大后可以数去一个电压信号，此电压信号是随温度变化而正比变化的，这也为后面的比较电路提供了信号源。
3.1.2 电路仿真图3上图则为在设计软件下仿真的截图，在末端可以加装电压表，调节滑动变阻器可以使输出电压改变，于是可以得出其已经具备的将温度信息转变为电压信号的能力，在阻值的选取也符合现实采购的的要求。
3.1.3、元器件的选择及参数的确定为了获得比较高的测量精度，电阻可以选用1%的五环金属膜电阻；或者采用电位器调节得到两只匹配的300k电阻，尽可能实现匹配，提高电路的共模抑制比，A1和A2要选择输入电阻较大的运算放大器，如TL082，A3要选择精度较高的，输入电阻较大，共模抑制比较高的运算放大器，如op07，lf412等。
3.2 比较显示电路3.2.1 电路结构及工作原理图4正如上图为比较/显示电路，其中A4,A5构成窗口比较器，假设Ur1和Ur2分别对应70度和40度水温， Ur1和Ur2实际大小可通过调节电位器测得。
对水加热，测出四十度时和七十度时的电压，将其分别置于A5和A4的电压。
当Ur1>U0>Ur2时，即水温在40度到70度之间窗口比较器输出为低电平，绿发光二极管点亮，红发光二极管熄灭，指示水温正常。
否则绿发光二极管熄灭，红发光二极管电亮，处于报警状态。
3.2.2电路仿真图5电路仿真如上图所示当U0在U1和U2之间时亮绿灯，在U1和U2的范围外时亮红灯，所以此方案可行。
3.2.3元件的选择及参数的确定此部分为了比较电压大小运放可以选取LM339，两个电位器可以选10k大小，运放的电压为正负12v，滑动变阻器的上边电压接5v，两个三极管可以使用2sc1815,更重要的一点还需要两个 3.9k的上拉电阻以保证三极管的正常运行。
3.3、温度控制单元电路3.3.1 电路结构及工作原理图6控制电路由两个运放，晶体三极管，电位器，继电器，加热器及电阻组成，运放选用LM339，通过改变电位器来改变电压，从而控制加热器，设U2和U3分别对应50度和60度的水温，则Ur3和Ur4分别可通过调节电位器来设定，当U0<Ur3时，即水温小于50度，继电器常开触点闭合，加热器H1和H2都工作。
Ur3<U0<Ur4时即水温在50到60度之间K2的常开断点闭合，加热器H1断开，H2闭合，当U0>Ur4时两个继电器都断开两个加热器都停止工作。
3.3.2 温度控制单元仿真电路图7由仿真电路可得当Uo的电压小于3v且大于2.5v时只有一个加热电路工作，当Uo小于2.5v时，两个加热电路都会工作，当电压Uo大于3v时两个加恩电路将会停止工作。
上图为大于3v时的反应。
３.４电源单元电路图8图8为电源电路，这个单元电路可以将220v的交流电变为5v,12v,-12v 的直流电，为了给后面的电路提供稳定的工作电压，并联的电阻可以滤波，防止杂波对电路的干扰。
四、系统仿真仿真截图图9由上图的电压表读数2.57ｖ可知其电压在3.5ｖ和2ｖ之间的检测电路故应该亮绿灯，2.57v也在3v在2.5v之间，故只有一个加热电路工作。
五、电路的安装、调试与测试5．1电路安装电路是通过使用焊锡将器件连接在试验板上，对于74lm324和74LM339不用使用单个的比较运算放大器，可以选用集成块将其集成，电路安装的时候首先要注意安全，要防止电烙铁把自己和他人烫伤，还要防止将电源线的绝缘皮损坏。
器件要焊接的在有金属一面，有利于器件的正常导通，，安装时部局要合理，根据三个单元讲电路板划分为三个部分，方便一一焊接，检查。
5.2、电路的调试此电路是由电子技术中的模电部分制作而成，由于共模抑制比难以稳定，想要得到精确的值需要大量的调试，调试可以分步进行，首先可以调试温度检测电路，调节电位器，测量Uo的电压是否符合计算值，如果出现了过大或者过小的情况，则应该检测焊接中是否出现短路或者断路，排除问题后再进行下一部分调试。
在调试中要注意电源的接法，在检测部分应该注意应加装上拉电阻否则三极管基极会承受巨大的电压会导致三极管发热甚至烧坏。
在加热部分安装时要在继电器反向并联一个二极管，防止继电器中的绕组形成环路。
在后面的电路中也应该加装上拉电阻。
5.3系统功能及性能测试5.3.1 测试方法设计测试时首先要确保没有短路断路现象发生，且各器件都可以正常工作，检测的步骤如下，首先要将调控电路和显示电路的电位器调到需要的百分比，分别是%40、%70、%50、%60，通电源后可用万用表测量将其电压调为设计所需要的数值。
然后调试前面桥型电路中的电位器，用它来代替热敏电阻，根据电压的变化来代表温度变化引起的电压变化。
5.3.2、测试结果及分析当给电路通电时用万用表测量电压采集部分输出的电压Uo为2.6V，发现显示电路绿灯亮起，加热电路只有一个灯亮起，这符合设计要求，当电位器器为21欧姆时相当于水温为57摄氏度左右，57度小于60度大于50度，因此加热部分只有一个发光二极管工作，代表只有一个加热部分加热。